PDF de programación - Módulo: Implantación de Sistemas Operativos

IES Ingeniero de la Cierva - Universidad de Murcia

Proyecto Universidad-Secundaria Incorporación de contenidos de programación paralela en la

rama de tecnologías informáticas

Módulo: Implantación de Sistemas

Operativos

Título: ASIR, Administración de Sistemas

Informáticos en Red

Boletín de Prácticas – Supervisión del rendimiento del sistema

Curso /

Índice

1. Introducción

2. Objetivos

3. Órdenes utilizadas

4. Control y gestión de la CPU

4.1. La orden uptime . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2. La orden pstree . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3. La orden ps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4. La orden top . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5. La orden mpstat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.6. La orden w . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.7. La orden ulimit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.8. Número nice y prioridad de procesos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.9. Envío de señales a procesos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.10. Procesos por lotes
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Control y gestión de la memoria

5.1. La orden vmstat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2. Espacio para paginación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Control y gestión de los sistemas de ficheros

6.1. La orden df . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2. La orden du . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7. Ejercicios

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1.

Introducción

Es muy importante tener información esencial del rendimiento del sistema: procesos en ejecución,
cantidad de memoria disponible, espacio disponible en disco, número de particiones, etc. La eficiencia
de un sistema en un momento concreto es el resultado de la demanda total de los recursos, y de como
trata el sistema los procesos que demandan estos recursos. Los problemas de rendimiento pueden ser
debidos a muchas causas, incluyendo la falta de recursos y el control ineficiente de los que disponemos
Como administradores del sistema tenemos que ser capaces de controlar el rendimiento del sistema de
una manera eficiente, detectar posibles problemas que aparezcan, y, si fuese posible, solucionarlos.

2. Objetivos

Al finalizar este boletín vamos a ser capaces de:

Controlar del uso de la CPU: qué procesos están en ejecución, carga media del sistema, porcentaje
de uso de la CPU, etc.

Priorizar la ejecución de los procesos, asignando para ellos diferentes valores de prioridades.

Enviar señales a los procesos en ejecución: terminarlos, finalizarlos, etc.

Limitar algunas de las acciones que se pueden realizar en un intérprete de órdenes (número
máximo de procesos en ejecución, número máximo de ficheros abiertos, etc.).

Programar tareas para que se ejecuten en un momento concreto, o programar tareas para que
se ejecuten con una cierta periodicidad.

Controlar el uso de la memoria: cantidad de memoria RAM ocupada o libre, cantidad de la
memoria de intercambio ocupada o libre, cantidad de memoria usada por un proceso, etc.

Controlar el espacio usado en un sistema de ficheros, o bien el espacio disponible. Número de
ficheros creados en un sistema de ficheros y cuántos hay disponibles.

3.

Órdenes utilizadas

Las órdenes que vamos a usar son:

uptime

pstree

ps

top

mpstat

vmtat

w

ulimit

nice y renice

kill y killall

free

mkswap, swapon, etc.

df y du

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4. Control y gestión de la CPU

En esta sección de este boletín nos vamos a centrar en el control de la CPU como principal recurso

del sistema.

4.1. La orden uptime

La orden uptime muestra la hora actual, cuánto tiempo lleva en marcha el sistema, el número de
terminales de usuario abiertas, y la carga media del sistema en forma de número promedio de procesos
en los últimos 1, 5 y 15 minutos. Los procesos que se tienen en cuenta son tanto los que están en
estado ejecutable (estado R), es decir, en ejecución o listo, como los que están en estado de bloqueado
no interrumpible a la espera una operación de E/S de corta duración (estado D).

# uptime
18:00:41 up 3 min, 1 users, load average: 1.53, 0.97, 0.40

4.2. La orden pstree

La orden pstree muestra los procesos del sistema en una estructura de árbol que es muy útil para
poder observar las relaciones padre-hijo entre ellos, comenzando por el ancestro de todos, el proceso
systemd. En el formato en que se muestra esta información, cuando existen varios procesos idénticos,
hijos del mismo padre, en lugar de repetir la rama de árbol, se simplifica la notación, colocándose una
sola rama con el nombre del proceso entre corchetes junto al contador de repeticiones. Los threads
que se crean desde un proceso se muestran como una rama a partir de la del proceso creador, con el
nombre del proceso entre llaves junto al contador de repeticiones. En siguiente ejemplo, vemos que el
proceso systemd tiene, entre otros, 2 procesos hijos idénticos, de nombre abrt-watch- log. Por
otro lado, se observa que el proceso accounts-daemon genera durante su ejecución 4 threads.

systemd---+-NetworkManager-+-chclient

|-2*[abrt-watch-log]
|-abrtd
|-accounts-daemon--4*[{accounts-daemon}]
|
.
.
.

4.3. La orden ps

La orden ps muestra información de la actividad de los procesos en ejecución. Si no añadimos
ningún parámetro, ps mostrará los procesos del usuario actual. Los parámetros más básicos son los
siguientes:

-a: Lista los procesos de todos los usuarios.

-u: Lista información del proceso como, por ejemplo, el usuario que lo está ejecutando, la
utilización de CPU y memoria, etc.

-x: Lista procesos de todas las terminales y usuarios.

-l: Muestra información que incluye el UID y el valor nice (ver sección 4.8).

Algunos de los datos más importantes que nos muestra por cada proceso son:

USER: usuario que lanzó el programa.

PID: identificador del proceso.

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PPID: identificador del proceso padre.

%CPU: porcentaje entre el tiempo usado realmente y el que lleva en ejecución.

%MEM: fracción de memoria consumida (es una estimación).

VSZ: tamaño virtual del proceso (código+datos+pila), en KB.

RSS: memoria real usada, en KB.

TTY: terminal asociado con el proceso.

STAT: estado del proceso:
• R: en ejecución o listo.
• N: prioridad baja (valor mayor que 0).
• S: durmiendo.
• <: prioridad alta (valor menor que 0).
• T: parado.
• Z: proceso zombie.
• D: durmiendo ininterrumpiblemente (normalmente por E/S de corta duración).
• l: tiene multi-threads.
• +: proceso ejecutándose en primer plano.

4.4. La orden top

La orden top proporciona una visión continuada de la actividad del procesador en tiempo real,
muestra las tareas que más uso hacen de la CPU, y tiene una interfaz interactiva para manipular
procesos.

Las cinco primeras líneas muestran información general del sistema:

Las estadísticas de la orden uptime.

Estadísticas sobre los procesos del sistema (número de procesos, procesos en ejecución, durmien-
do, parados o zombies).

El estado actual de la CPU (porcentaje en uso por usuarios, por el sistema, por procesos con
valor nice positivo (ver sección 4.8), por procesos esperando E/S, desocupada, tratando inte-
rrupciones hardware o software, en espera involuntaria por virtualización).

La memoria (memoria total disponible, usada, libre, cantidad usada en buffers y en memoria
caché de páginas).

El espacio de swap (swap total disponible, usada y libre).

Los datos de la parte inferior son en su mayoría similares a los del ps, indicando para cada proceso:

Columna PR: El valor de la prioridad dinámica (ver sección 4.8).

Columna NI: El valor nice, que indica la prioridad base (ver sección 4.8).

Columna VIRT: La cantidad de memoria virtual que usa. Se corresponde con la columna VSZ
de ps.

Columna RES: La cantidad de memoria física, no intercambiada a disco, que usa. Se corresponde
con la columna RSS de ps.

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Columna SHR: La cantidad de memoria que podría ser potencialmente compartida con otros
procesos.

Columna S: El estado del proceso.

Columna %CPU: El porcentaje de CPU usado durante el intervalo de actualización del top. En
ps esta columna corresponde al porcentaje de tiempo que ha estado en la CPU desde que se
creó el proceso.

Columna %MEM: El porcentaje de memoria RAM ocupada.

Columna TIME+: El total de tiempo de CPU utilizado desde que se creó. Se corresponde con la
columna TIME de ps.

Por defecto, el listado de los procesos se hace por orden decreciente de uso de la CPU, actua-

lizándose la lista normalmente cada 5 segundos.

Una ventaja de top respecto a ps es que top actualiza periódicamente la información que aparece
por pantalla. Otra ventaja es que permite ordenar los procesos según un determinado criterio. Por
ejemplo, si pulsamos M, top ordenará los procesos según la columna %MEM, es decir, según el por-
centaje de memoria RAM ocupada, mientras que si pulsamos P los ordenará por consumo de CPU
(columna %CPU). Una desventaja de top, sin embargo, es que no muestra información para todos los
procesos en ejecución en el sistema (ya que, por lo general, hay más procesos que líneas se pueden ver
en pantalla). La orden top nos puede ser muy útil para saber si hay algún proceso que puede estar
afectando al rendimiento del sistema, haciendo que éste vaya anormalmente lento.

La orden top permite realizar una serie de tareas sobre los procesos, como por ejemplo:

Cambiar la prioridad de alguno utilizando la opc